Technika Poszukiwań Geologicznych Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1/2018
1 Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, ul. Wybickiego 7A, 31-261 Kraków; e-mail:
bkepinska@interia.pl Beata KĘPIŃSKA1
PRZEGLĄD STANU WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ NA ŚWIECIE I W EUROPIE W LATACH 2015–2018
STRESZCZENIE
W artykule przedstawiono stan wykorzystania energii geotermalnej na świecie i w Europie. Podstawą były opracowania podsumowujące raporty krajowe ze Światowego Kongresu Geotermalnego w 2015 r., informacje na- desłane na Europejski Kongres Geotermalny w 2016 r., a także raport Europejskiej Rady Energii Geotermalnej dotyczący sytuacji w branży w 2017 r. Potwierdzono utrzymywanie się wzrostu wykorzystywania energii geoter- malnej w skali świata i Europy. Zasygnalizowano perspektywiczne kierunki rozwoju geotermii w nadchodzących latach, a także niektóre sprzyjające temu inicjatywy branżowe oraz uwarunkowania krajowe i międzynarodowe związane ze strategicznymi dokumentami i zobowiązaniami.
SłOWA KLUCZOWE
Energia geotermalna, wykorzystanie, perspektywy rozwoju, świat, Europa, lata 2015–2018
* * *
WPROWADZENIE
Przegląd stanu wykorzystania energii geotermalnej na świecie w latach 2015–2018 po- dano na podstawie najnowszych przekrojowych danych: w przypadku świata dotyczą one
głównie 2015 r. (a także 2014 r.) i pochodzą z podsumowania kilkudziesięciu raportów kra- jowych nadesłanych na Światowy Kongres Geotermalny 2015 (Lund i Boyd 2015). Przed- stawiono je obszerniej w publikacji z 2016 r. (Kępińska 2016), natomiast w tym artykule zostały pokrótce przypomniane główne fakty. Dla Europy nowsze dane dotyczą lat 2015–
–2017 i pochodzą z Europejskiego Kongresu Geotermalnego 2016 (Antics i in. 2016) oraz z raportu rynkowego z 2017 r. opracowanego przez Europejską Radę Energii Geotermalnej (2017 EGEC Market Report. Key Findings). Prezentowany przegląd nawiązuje do podob- nych artykułów z wcześniejszych lat (m.in. Kępińska 2016).
1. WYKORZYSTANIE ENERGII GEOTERMALNEJ NA ŚWIECIE I W EUROPIE Wytwarzanie energii elektrycznej (głównie przy zastosowaniu par geotermalnych) pro- wadzone było w 2014–2015 r. w 25 krajach świata. Z podsumowania raportów krajowych nadesłanych na Światowy Kongres Geotermalny 2015 wynikało, że całkowita moc zainstalo- wana elektrowni geotermalnych osiągnęła w podanym roku około 12 635 MWe, a produkcja energii około 73 549 GWh (Bertani 2015). W czołówce pod względem mocy i produkowa- nej energii były USA, Filipiny, Indonezja, Nowa Zelandia i Meksyk. Wzrastało jednocześnie zainteresowanie instalacjami binarnymi, w których w cyklu generacji elektryczności można stosować wody geotermalne o niskiej entalpii. W kolejnych latach po przywołanym Kongre- sie obserwuje się dalszy stały wzrost generacji „geotermalnej” energii elektrycznej.
Z podanych wartości na Europę przypadało w 2015 r. 2133 MWe (około 2,1 GWe) cał- kowitej zainstalowanej mocy elektrowni geotermalnych i 14 821 GWh (14,8 TWh) wypro- dukowanej energii (Bertani 2015). Najnowszy Raport rynkowy EGEC (2017 EGEC Market Report. Key Findings) podaje natomiast, że w 2017 r. wartości te wynosiły odpowiednio około 2,8 GWe i około 15 TWh, co oznacza dalszy postęp w branży. Produkcja energii elek- trycznej w 2017 r. odbywała się w 9 krajach europejskich (tab. 1): Islandii, Włoszech, Portu- galii, Turcji (z największym przyrostem geotermalnej mocy i produkowanej energii w ostat- nich latach), a także we Francji, Niemczech, Austrii, Rumunii i na Węgrzech (w ostatnich pięciu z wymienionych państw działają instalacje binarne bazujące na wodach geotermal- nych o temperaturach rzędu 90–150°C i pracujące w kogeneracji). W 2017 r. pracowało w Europie 117 elektrowni geotermalnych, w tym 55 z nich w krajach unijnych. W trakcie realizacji inwestycji w 20 krajach było następnych 30 instalacji, podczas gdy około 160 pro- jektów znajdowało się na etapach przedinwestycyjnych. W dużej mierze uwzględniały one systemy binarne i kogenerację. W statystykach EGEC nie uwzględniono Rosji.
Zastosowania bezpośrednie energii geotermalnej na świecie znane są w co najmniej 82 krajach. Według danych Światowego Kongresu Geotermalnego 2015, w 2014 r. całkowi- ta moc zainstalowana w tym zakresie wynosiła 70 037 MWt, a zużycie ciepła 587 786 TJ, przy znaczącym udziale pomp ciepła (Lund i Boyd 2015). Między 2010 i 2015 r. odnotowa- no bardzo znaczący przyrost zainstalowanej mocy (o 45%) i produkowanego ciepła (o 39%).
Ten wzrostowy trend jest nadal kontynuowany, a szczegółowe dane globalne przyniesie
Światowy Kongres Geotermalny w 2020 r. Największy udział w skali świata (i Europy) ma ciepłownictwo (płytka, głęboka geotermia), na drugim miejscu są rekreacja i lecznictwo, a następnie rolnictwo, hodowle wodne, suszenie, procesy przemysłowe, odladzanie ciągów komunikacyjnych itd.
W przypadku Europy dane z 2014 r. wskazywały, że całkowita moc zainstalowana dla zastosowań bezpośrednich wynosiła około 25 037 MWt, a zużycie ciepła 220 419 TJ Tabela 1 Zainstalowana geotermalna moc elektryczna i geotermalna moc cieplna w systemach centralnego ogrzewania w Europie, 2017 r. (na podstawie 2017 EGEC Geothermal Market Report. Key Findings)
Table 1 Installed geothermal power capacity and installed thermal capacities in district heating systems in
Europe, 2017 (based on 2017 EGEC Geothermal Market Report. Key Findings)
Kraj Zainstalowana geotermalna
moc elektryczna [MWe]
Zainstalowana geotermalna moc cieplna
[MWt]
Austria 1 60
Belgia – 10
Chorwacja – 20
Czechy – 8
Dania – 33
Francja 17 509
Holandia – 142
Islandia 708 2 172
Litwa – 14
Macedonia – b.d.
Niemcy 38 336
Polska – 77*
Portugalia 33 –
Rumunia 0,1 88
Słowacja – b.d.
Słowenia – 4
Szwajcaria – 13
Szwecja – 44
Turcja 1 131 872
Węgry 3 253
Wielka Brytania – 2
Włochy 916 160
Razem 2 847,1 4 751
* Dane skorygowane.
(Lund i Boyd 2015), stanowiąc odpowiednio około 45 i 37% udziału w skali świata. Zgodnie natomiast z informacjami z 2016 r., takie zastosowania geotermii były raportowane z oko- ło 40 krajów tego kontynentu (Antics i in. 2016). Najnowsze dane dotyczące najważniej- szej dziedziny bezpośredniego wykorzystania geotermii w Europie, to jest ciepłownictwa (sieciowego, indywidualnego, coraz częściej z opcją chłodzenia), podaje natomiast Raport rynkowy EGEC (2017 EGEC Market Report. Key Findings). Zgodnie z nim, w 2017 r.
ten rodzaj zastosowań miał miejsce w 24 krajach (przy braku wielkości liczbowych z kilku z nich) (tab. 1). Całkowita zainstalowana geotermalna moc cieplna osiągnęła około 4,9 GWt, z czego około 1,7 GWt w krajach unijnych. Liczby te wskazują na stały postęp w rozwoju ciepłownictwa geotermalnego w Europie, który wynosi około 10% rocznie. W 2017 r. w kra- jach objętych wymienionym Raportem pracowały 294 geotermalne sieci grzewcze. W róż- nych stadiach projektów i ich realizacji było około 150 kolejnych. Szczególnie dynamiczny rozwój obserwowano w Niemczech, gdzie w trakcie budowy i na wcześniejszych etapach było 35 projektów ciepłowniczych. Także w 24 innych krajach istniało zainteresowanie lub realizowane już były kolejne geotermalne systemy grzewcze bądź też trwała rozbudowa już działających. W tej grupie była m.in. Polska, jednak nadal na nieznaczną skalę (więcej szczegółów dotyczących Polski zob. Kępińska 2018).
Wzrost wykorzystania geotermii na świecie i w Europie jest związany przede wszystkim z sektorem tzw. płytkiej geotermii i pompami ciepła (sprężarkowymi). W 2014 r. było to wyrażone poprzez około 71% całkowitej zainstalowanej mocy i około 55% produkowanego ciepła w skali świata (Lund i Boyd 2015). Podobne proporcje charakteryzowały i charakte- ryzują Europę: Raport rynkowy EGEC za 2017 r. wskazuje, że jest to około 20 GWt zainsta- lowanej mocy grzewczej (17 EGEC Market Report), co odpowiada około 80% sumarycznej zainstalowanej mocy grzewczej płytkiej i głębokiej geotermii na tym kontynencie. Szacuje się, że w 2017 r. w Europie było około 2 mln instalacji z geotermalnymi pompami ciepła, przy rocznej sprzedaży tych urządzeń na poziomie 100 tys. sztuk. W czołówce pod wzglę- dem zainstalowanej mocy były Niemcy, Szwecja, Szwajcaria i Francja. W kilku krajach ob- serwuje się ponadto od kilku lat dynamiczny rozwój rynku płytkiej geotermii – m.in. w Ho- landii, Wielkiej Brytanii i Polsce (zob. także www.portpc.pl). Coraz powszechniej pompy ciepła pracują też dla celów chłodzenia.
2. GłóWNE KIERUNKI ROZWOJU GEOTERMII NA ŚWIECIE I W EUROPIE W nadchodzących latach oczekiwany jest dalszy rozwój wykorzystania energii geoter- malnej w wielu krajach. Dziedzinami szczególnie ważnymi i perspektywicznymi (wymie- nianymi już od wielu lat) są ciepłownictwo (zwłaszcza w Europie), rolnictwo, zastosowa- nia przemysłowe, balneoterapia i rekreacja. W przypadku wytwarzania energii elektrycznej spodziewany jest rozwój zarówno klasycznych elektrowni geotermalnych, jak i instalacji pracujących w układach binarnych (postęp w tym zakresie jest już obserwowany, m.in.
w Europie).
Geotermia przynosi jedne z najbardziej znaczących w obszarze odnawialnych źródeł energii efekty ekologiczne, łączy się z komfortem użytkowania, nowoczesną infrastrukturą, jest konkurencyjna cenowo i mało wrażliwa na zmiany cen tradycyjnych nośników energii na rynkach światowych i regionalnych. Sprzyja zrównoważonemu rozwojowi energetyczne- mu, realizacji koncepcji niskoemisyjnej gospodarki, wzrostowi efektywności energetycznej, zwiększa też lokalne bezpieczeństwo energetyczne.
Ważnym czynnikiem sprzyjającym szerszemu zagospodarowaniu geotermii jest także coraz większa akceptacja społeczna, zarówno wśród potencjalnych odbiorców, jak i osób decyzyjnych. Znaczenie dla rozwoju mają też liczne programy, w ramach których można pozyskać środki finansowe na badania, rozwój, innowacyjność oraz inwestycje.
PODSUMOWANIE – PERSPEKTYWY ROZWOJU WYKORZYSTANIA ENERGII GEOTERMALNEJ NA ŚWIECIE I W EUROPIE
Podany przegląd wskazuje na stały rozwój wykorzystania energii geotermalnej na świe- cie, zarówno w zakresie generacji energii elektrycznej, jak i zastosowań bezpośrednich oraz pomp ciepła (płytkiej geotermii). W Europie energetyka geotermalna rozwija się w sposób, który pozwala stwierdzić, że w wielu przypadkach nie zajmuje już ona jedynie niszy rynko- wej, ale jest coraz bardziej znaczącym elementem miksu OZE. Zwłaszcza w ciepłownictwie i szczególnie wtedy, kiedy mowa jest o rzeczywiście nisko- lub nawet zeroemisyjnej ener- getyce. Zasoby geotermalne w Europie pozwalają na znacznie szersze niż dotychczas ich wykorzystywanie (www.geodh.eu).
W zakresie form i sposobów organizacji rynku energii geotermalnej wskazuje się m.in. na do- stępność programów wsparcia dla projektów, możliwość organizacji spółdzielni energetycznych, zbiorowych umów na zakup energii, włączanie geotermii do konwencjonalnych i hybrydowych systemów grzewczych, rozwój sektora chłodu (2017 EGEC Market Report. Key Findings).
Rozwojowi geotermii w krajach europejskich sprzyjają także w coraz większym stopniu dokumenty unijne i krajowe, jak również postanowienia Porozumienia paryskiego z 2015 r.
(które wyznaczyło zwiększone cele w zakresie dekarbonizacji energetyki w perspektywie 2050 r.), konieczność wzrostu efektywności energetycznej itp.
W 2018 r. Europejska Platforma Technologii i Innowacji w Zakresie Głębokiej Geotermii (EIP DG) opublikowała dokument kierunkowy wskazujący, w jaki sposób geotermia może przyczynić się do realizacji tych celów. W przygotowaniu była także stosowna propozycja kluczowych tematów badawczych ukierunkowanych na postęp technologiczny niezbędny dla dalszego rozwoju geotermii (www.egec.org). Geotermia i jej rola powinny też należeć do jednego z ważnych tematów 24. Sesji Konferencji Stron Ramowej Konwencji Naro- dów Zjednoczonych w Sprawie Zmian Klimatu (COP24) w Katowicach w grudniu 2018 r., w jeszcze większym zakresie niż podczas COP23 w Bonn w 2017 r.
Oczekuje się też na przyjęcie pakietu klimatyczno-energetycznego 2030 i związane z tym wprowadzenie ram regulacyjnych. Geotermia jest również uznawana za to źródło
energii, które powinno istotnie przyczynić się do osiągnięcia celów po 2020 r. w zakresie zużycia OZE, wzrostu efektywności energetycznej i redukcji emisji gazów cieplarnianych.
Wymaga to dalszego rozwoju i udoskonalania technologii w zakresie wytwarzania „geoter- malnej” energii elektrycznej, ciepła i chłodu.
LITERATURA
Antics i in. 2016 – Antics, M., Bertani, R. i Sanner, B. 2016. Summary of EGC 2016 Country Update Reports on Geothermal Energy in Europe. Proceedings European Geothermal Congress 2016.
Strasbourg, France (wersja elektroniczna).
Bertani, R. 2015. Geothermal power generation in the world 2010–2014 update report. Proceedings of the World Geothermal Congress 2015. Australia, Paper No. 0008 (CD).
Kępińska, B. 2016. Przegląd stanu wykorzystania energii geotermalnej na świecie i w Europie w latach 2013–2015. Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1, s. 5–18.
Kępińska, B. 2018. Przegląd stanu wykorzystania energii geotermalnej w Polsce w latach 2016–2018.
Technika Poszukiwań Geologicznych. Geotermia, Zrównoważony Rozwój nr 1, s. 11–28.
Lund, J.W. i Boyd T.L. 2015. Direct utilization of geothermal energy 2015 worldwide review. Proce- edings of the World Geothermal Congress 2015. Australia, Paper No. 0009 (CD).
2017 EGEC Market Report. Key Findings. [Online] www.egec.org [Dostęp: 20.06.2018].
[Online] www.egec.org [Dostęp: 25.06.2018].
[Online] www.geodh.eu [Dostęp: 20.06.2018].
[Online] www.portpc.pl [Dostęp: 20.06.2018].
THE STATE OF GEOTHERMAL ENERGY USES IN THE WORLD AND IN EUROPE FROM 2015–2018
ABSTRACT
The status of geothermal energy uses in the world and Europe is presented. The basic data was derived from country update reports submitted for the World Geothermal Congress 2015, as well as from the European Geother- mal Congress 2016 and 2017 EGEC Market Report. It was pointed out that the increase in the use of geothermal energy in the world and in Europe was maintained. The most prospective directions of geothermal development in the coming years are given. Some sectorial initiatives as well as strategic national and international documents which shall facilitate geothermal development are indicated.
KEYWORDS
Geothermal energy, geothermal use, development prospects, world, Europe, years 2015–2018
